Matriksinterferens

Matriksinterferens är ett begrepp som används för att beskriva interferensfenomen där en matrisbaserad metod används för att modellera och analysera hur olika vågvägar eller polarisationskomponenter samverkar. Genom att representera fältets komplexa amplituder som en vektor och optiska egenskaper som matriser kan man beräkna hur fälten interfererar och hur observationen påverkas av olika vägkombinationer.

Matematisk ram: Anta att det inkommande fältet representeras av en komplex amplitudvektor E_in. Ett linjärt optiskt system beskrivs av en övergångsmatris M, så att E_ut = M E_in. Den observerade intensiteten följer I = E_ut† E_ut. För polarisationsfenomen används Jones-calculus, som använder 2x2-matriser, medan Mueller-calculus med 4x4-matriser kan hantera delvis polariserade eller oklara tillstånd. I interferenssammanhang uppstår korsningar mellan komponenter i E_in, vilka ger upphov till interferensmönster i I. Genom att kombinera flera vägar eller skikt i en sammanställningsmatris kan man modellera komplexa interferensfenomen i syfte att analysera eller designa optiska element.

Användningsområden: Matriksinterferens är central inom tunna filmer och antireflexbehandling, där flera reflekterande fronter bildar interferens, samt inom fiberoptik, spektroskopi och holografi där koherens mellan olika vägar behöver hanteras. Den används också inom kvantoptik för att analysera samverkan mellan olika modala tillstånd och vägkombinationer.

Se även: Interferometri, Jones-calculus, Mueller-calculus, övergångsmatrismetoden, layered media.